多断口真空断路器自均压灭弧室特性研究

发布时间：2022-02-16 15:40

　　断路器是关乎电力系统安全运行的重要设备。由于真空间隙的饱和效应,若想通过增加真空间隙距离来提高真空断路器的电压等级十分困难,使得真空断路器多应用于低压领域。因此,国内外学者将目光转向了多断口真空断路器的研究,通过将多个真空短间隙串联在一起,来获得更高的开断能力。然而,受到杂散电容的影响,多断口真空断路器各个断口间存在电压分布不均匀的现象。为了弱化杂散电容的影响,使多断口真空断路器的电压分布更加均匀,当下工程实践中多采用并联均压电容的方式来改善电压分布。本文提出了一种多断口真空断路器自均压灭弧室的设计,通过将灭弧室外壳的材料改为电容器用高介电陶瓷材料,增大灭弧室的等效自电容,进而使断路器的电压分布均匀。该方法旨在达到并联均压电容的分压效果的前提下,节省更多的空间,获得更高的经济性。对此,本文从双断口真空断路器的静动态分压机理出发,分析了电压分布不均的原因,并在此基础上,提出了一体式和可拆卸式自均压灭弧室的设计思路。通过Solidworks对两种思路的模型进行了搭建,并应用Ansoft对两种模型下双断口真空断路器的静电场进行了仿真,验证了设计思路理论上的可行性。接着,本文对BaTiO

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 多断口真空断路器研究现状
    1.3 多断口真空断路器均压方法研究现状
        1.3.1 并联均压电容
        1.3.2 其他均压措施
        1.3.3 现有措施的不足
    1.4 本文主要研究内容
2 多断口真空断路器自均压灭弧室设计思路
    2.1 多断口真空断路器分压机理
        2.1.1 静态分压机理
        2.1.2 动态分压机理
    2.2 自均压灭弧室设计原理
    2.3 基于Ansoft的电场仿真分析
        2.3.1 自均压灭弧室电场仿真分析
        2.3.2 多断口真空断路器静态分压仿真计算
    2.4 本章小结
3 自均压灭弧室外壳材料的制备
    3.1 钙钛矿型材料结构与性能
        3.1.1 钙钛矿结构
        3.1.2 BaTiO_3 基陶瓷介电材料
        3.1.3 SrTiO_3 基陶瓷介电材料
        3.1.4 BaTiO_3和SrTiO_3 的改性
    3.2 高压电子陶瓷生产工艺
        3.2.1 配料计算
        3.2.2 备料工艺
        3.2.3 成型工艺
    3.3 高压陶瓷介电材料的实验室制备
        3.3.1 干压成型
        3.3.2 排胶和烧成
        3.3.3 表面金属化
    3.4 本章小结
4 自均压真空灭弧室外壳材料的介电性能测试
    4.1 陶瓷介电材料基本电学性能
        4.1.1 电导率
        4.1.2 介质极化
        4.1.3 介质损耗
        4.1.4 绝缘强度
    4.2 材料电气性能测试
        4.2.1 频率特性测试
        4.2.2 温度特性测试
        4.2.3 交流击穿场强测试
    4.3 材料选择
    4.4 本章小结
5 自均压灭弧室用环形陶瓷电气性能测试
    5.1 样品电气性能测试
        5.1.1 频率特性测试
        5.1.2 温度特性测试
        5.1.3 高压介损测试
    5.2 样品静态均压试验
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光控真空断路器模块串联的126kV三断口真空断路器设计与试验[J]. 程显,廖敏夫,段雄英,葛国伟,邹积岩.  高电压技术. 2015(09)
[2]中压真空断路器的演变和最新发展[J]. 赵江涛,李建基.  电工电气. 2013(05)
[3]Nb2O5掺杂对BaTiO3基介电陶瓷瓷料性能的影响[J]. 张云霞,郝俊杰,戚君婷,焦娟,陈存广.  粉末冶金工业. 2011(02)
[4]126 kV双断口真空断路器的理论分析[J]. 文化宾,邹积岩,廖敏夫,郑占锋,王帮田.  高压电器. 2009(02)
[5]钛酸锶钡基高压陶瓷电容器材料的研究[J]. 王平,吴思华,李之锋,王科超,李学帅.  硅酸盐通报. 2009(02)
[6]多断口真空开关击穿电压增益与统计特性研究[J]. 廖敏夫,段雄英,邹积岩.  大连理工大学学报. 2007(05)
[7]基于JPCG算法的真空灭弧室三维电场有限元计算[J]. 廖敏夫,段雄英,邹积岩,丛吉远.  中国电机工程学报. 2004(04)
[8]多断口真空开关的动态介质恢复及统计特性分析[J]. 廖敏夫,段雄英,邹积岩,丛吉远.  中国电机工程学报. 2003(02)
[9]双断口真空断路器开断能力的探讨[J]. 廖敏夫,邹积岩,段雄英.  高压电器. 2002(03)
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博士论文
[1]多断口真空断路器串联电弧的协同及调控特性研究[D]. 葛国伟.大连理工大学 2017
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[3]BST基温度稳定型高压电容器介质陶瓷的制备与研究[D]. 张晨.天津大学 2009
[4]基于光控模块的多断口真空开关研究[D]. 廖敏夫.大连理工大学 2004

硕士论文
[1]双断口真空断路器仿真与试验研究[D]. 张毅铭.大连理工大学 2014
[2]多断口真空断路器分压均匀性优化设计[D]. 吕涛.大连理工大学 2014
[3]高压陶瓷电容器及其电气性能研究[D]. 刘雅婷.大连理工大学 2013
[4]有机介质薄膜电容器高压包封材料研究[D]. 赵映林.电子科技大学 2012
[5]高介电常数低变化率(BaxSr1-x)TiO3系电容器陶瓷的研究[D]. 赵晨.江苏大学 2007
[6]无铅低损耗Y5P-152高压介质瓷料的研究[D]. 陈亚东.四川大学 2006
[7]断路器电容器介损特性研究[D]. 夏雪.中国电力科学研究院 2006



本文编号：3628229